PyTorch LSTM 单步、多步时间预测

PyTorch LSTM 单步、多步时间预测

多维输入、多维输出;单步预测、多步滚动预测

python 复制代码
import torch
import torch.nn as nn
import torch.optim as optim

class LSTMModel(nn.Module):
    def __init__(self, input_dim, hidden_dim, num_layers, output_dim):
        super(LSTMModel, self).__init__()
        self.hidden_dim = hidden_dim
        self.num_layers = num_layers
        self.lstm = nn.LSTM(input_dim, hidden_dim, num_layers, batch_first=True)
        self.fc = nn.Linear(hidden_dim, output_dim)

    def forward(self, x):
        h0 = torch.zeros(self.num_layers, x.size(0), self.hidden_dim).to(x.device)
        c0 = torch.zeros(self.num_layers, x.size(0), self.hidden_dim).to(x.device)
        out, _ = self.lstm(x, (h0, c0))
        out = self.fc(out[:, -1, :])
        return out

# 超参数
input_dim = 400
hidden_dim = 64
num_layers = 2
output_dim = 1
num_epochs = 100
learning_rate = 0.001
batch_size = 32

# 初始化模型、损失函数和优化器
model = LSTMModel(input_dim, hidden_dim, num_layers, output_dim)
criterion = nn.MSELoss()
optimizer = optim.Adam(model.parameters(), lr=learning_rate)

# 示例训练代码(假设已经定义了train_loader)
for epoch in range(num_epochs):
    for i, (inputs, labels) in enumerate(train_loader):
        model.train()
        outputs = model(inputs)
        loss = criterion(outputs, labels)
        optimizer.zero_grad()
        loss.backward()
        optimizer.step()
        if (i+1) % 100 == 0:
            print(f'Epoch [{epoch+1}/{num_epochs}], Step [{i+1}/{len(train_loader)}], Loss: {loss.item():.4f}')

# 保存模型
torch.save(model.state_dict(), 'lstm_model_single_step.pth')

# 多步预测函数
def multi_step_predict(model, input_seq, future_steps):
    model.eval()  # 切换到评估模式
    predictions = []

    input_seq = input_seq.unsqueeze(0)  # 增加batch维度,shape变为 (1, seq_len, input_dim)

    for _ in range(future_steps):
        with torch.no_grad():  # 禁用梯度计算
            pred = model(input_seq)  # 预测下一个时间步
        predictions.append(pred.item())  # 存储预测值

        # 更新输入序列,将预测值添加到末尾,并移除最早的一个时间步
        input_seq = torch.cat((input_seq[:, 1:, :], pred.unsqueeze(0).unsqueeze(2)), dim=1)

    return predictions

# 示例调用
initial_input_seq = torch.randn(1, 155, 400)  # 假设这是的初始输入
future_steps = 10
predictions = multi_step_predict(model, initial_input_seq, future_steps)
print(predictions)
相关推荐
ziwu12 分钟前
【宠物识别系统】Python+TensorFlow+Vue3+Django+人工智能+深度学习+卷积神经网络算法
人工智能·深度学习·图像识别
ziwu34 分钟前
海洋生物识别系统【最新版】Python+TensorFlow+Vue3+Django+人工智能+深度学习+卷积神经网络算法
人工智能·深度学习·图像识别
WWZZ20251 小时前
快速上手大模型:深度学习12(目标检测、语义分割、序列模型)
深度学习·算法·目标检测·计算机视觉·机器人·大模型·具身智能
青云交3 小时前
Java 大视界 -- Java 大数据机器学习模型在电商评论情感分析与产品口碑优化中的应用
机器学习·自然语言处理·lstm·情感分析·java 大数据·电商评论·产品口碑
浩浩的代码花园6 小时前
自研端侧推理模型实测效果展示
android·深度学习·计算机视觉·端智能
晨非辰6 小时前
C++ 波澜壮阔 40 年:从基础I/O到函数重载与引用的完整构建
运维·c++·人工智能·后端·python·深度学习·c++40周年
这张生成的图像能检测吗9 小时前
(论文速读)EfficientTrain++: 高效视觉骨干训练的通用课程学习
人工智能·深度学习·计算机视觉·训练方法
编程小白_正在努力中19 小时前
神经网络深度解析:从神经元到深度学习的进化之路
人工智能·深度学习·神经网络·机器学习
无风听海20 小时前
神经网络之经验风险最小化
人工智能·深度学习·神经网络
H***997621 小时前
月之暗面公开强化学习训练加速方法:训练速度暴涨97%,长尾延迟狂降93%
人工智能·深度学习·机器学习